JPH07317822A - 高減衰シリンダー型オイルダンパー - Google Patents

高減衰シリンダー型オイルダンパー

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JPH07317822A
JPH07317822A JP13944094A JP13944094A JPH07317822A JP H07317822 A JPH07317822 A JP H07317822A JP 13944094 A JP13944094 A JP 13944094A JP 13944094 A JP13944094 A JP 13944094A JP H07317822 A JPH07317822 A JP H07317822A
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JP
Japan
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servo valve
oil damper
orifice
piston
cylinder type
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JP13944094A
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Kiyoshi Fukuzawa
清 福澤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 橋梁等のように絶えず小振幅で橋軸方向に振
動している鉄鋼構造物でも効果的に制振するとともに、
台風,地震等の際の大振幅の振動も制振する高性能の高
減衰シリンダー型オイルダンパー。 【構成】 中央隔壁21で仕切られた前部室,後部室に
それぞれ挿入された前部ピストン22,後部ピストン2
2を有するピストンロッド23と、中央隔壁21に穿設
されたオリフィス30とを有し、両ピストン22,22
間に作動油24を充填してなるシリンダー型オイルダン
パーにおいて、シリンダー20の外周に突設され入力信
号の大小に比例してオリフィス30の断面積を増減する
サーボバルブ25と、加速度検出器29の出力を入力す
る積分増幅器28と、積分増幅器28の出力を電圧に変
換するA−Vコンバーター27と、A−Vコンバーター
27の出力電圧信号を増幅してサーボバルブ25に入力
するサーボアンプ26とを具えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、橋梁等鉄鋼構造物の制
振に適用される高減衰シリンダー型オイルダンパーに関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、吊橋,斜張橋等においては、そ
の橋軸方向に免震構造を採用した場合、橋軸方向の変位
が大きくなるので、これを防止するために、オイルダン
パーを主桁と端橋脚の間に挿入している。この種のオイ
ルダンパーは、従来、図7に示すように、両端がそれぞ
れ端板で閉塞され中央部がオリフィス15を有する隔壁
11により仕切られたシリンダー10に前後1対のピス
トン12,12を有するピストンロッド13を内挿した
構造のものであり、これを地震や台風時の大振幅に調整
している。しかしながら、このような構造のオイルダン
パーでは、その振幅と減衰力との関係は、図8に示すよ
うな特性であるので地震や台風には効果があるものの、
ダンパーのオリフィスが大きい故、交通荷重や微風等に
よる微少変位時にはオイルダンパーはほとんど効果がな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、斜張橋に
おいて、橋軸方向に長周期化して地震時における主塔に
作用する荷重の軽減化を図る免震構造を採用した場合、
地震や台風時の大振幅時に合わせたオリフィス孔を有す
るオイルダンパーであるため、通常時の交通荷重や微風
等による小振幅時には減衰効果がほとんどないのであ
る。その結果、斜張橋は通常時において絶えず橋軸方向
に震動していることになり、通行時に通行者に不安及び
不快感を与えるとともに、摺動部は摩耗してゆくことに
なるので不具合である。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、大振幅の振動のみならず橋梁等のように絶え
ず小振幅で橋軸方向に振動している鉄鋼構造物でも効果
的に制振する高性能の高減衰シリンダー型オイルダンパ
ーを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために請求項1の発
明は、両端がそれぞれ端板で閉塞されるとともに、内部
がその中央部の隔壁により前部室と後部室とに対称的に
仕切られ、上記両端板及び上記隔壁の同一中心線上にそ
れぞれ貫設された同径の中心孔を有するとともに、上記
隔壁に偏心的に貫設された軸方向オリフィスを有する円
筒状シリンダーと、上記両端板の中心孔及び上記隔壁の
中心孔に流体密かつ摺動自在に挿通する丸棒の上記前部
室,後部室の中央位置にそれぞれ同軸的に突設され外周
が流体密かつ摺動自在に上記各室の内周壁にそれぞれ摺
接する前部ピストン,後部ピストンを有するピストンロ
ッドと、上記両ピストンの間の空間に封入された作動油
とからなるシリンダー型オイルダンパーにおいて、その
円筒状シリンダーの中央部外周に突設され入力信号の大
小に比例して上記オリフィスの断面積を増減するサーボ
バルブを具えたことを特徴とする。
【0006】また、請求項2の発明は、請求項1におい
て、そのサーボバルブに前置され、加速度検出器が出力
する対象物の加速度を入力する積分増幅器と、同積分増
幅器が出力する速度信号の振幅を電圧信号に変換するA
−Vコンバーターと、同A−Vコンバーターの出力電圧
信号を増幅して上記サーボバルブに入力するサーボアン
プとからなるサーボバルブの入力信号回路を具えたこと
を特徴とする。
【0007】
【作用】このような構成によれば、図3に示すように、
シリンダー20と前後1対のピストン22,22の間に
封入された作動油24が両ピストン22,22の間の隔
壁21に設けられたオリフィス30を通る際に、振動速
度の大小に応じてそのオリフィス孔の断面積を制御する
ことで、減衰力の大小を制御する。すなわち、振動振幅
(振動速度)が小さいときは、オリフィス孔を小さく
し、また振動振幅が大きいときはそれなりにオリフィス
孔を大きくするように、振動振幅(振動速度)に応じて
オリフィス孔の断面積を制御する。その結果、図4に示
すように振動振幅の大小にかかわらず、絶えず大きな減
衰力を得ることができる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図1は本発明に係るオイルダンパーを斜張橋に適用した
第1実施例を示す全体側面図、図2は図1のII部を示す
拡大図、図3は図2の高減衰型オイルダンパーを示す縦
断面図及びそのオリフィスの制御系統図、図4は図3に
よる高減衰型オイルダンパーの減衰特性図、図5は本発
明を高架橋に適用した第2実施例を示す全体側面図、図
6は図5の平面図である。
【0009】まず、第1実施例において、図1に示すよ
うに、主塔1,主桁2及びケーブル3からなる斜張橋に
おいて、その端橋脚5と主桁2との間に、図2に示すよ
うに、本発明に係るオイルダンパー6の両端がそれぞれ
ピン継手7,7を介して取り付けられている。オイルダ
ンパー6は、図3に示すように、両端がそれぞれ閉塞さ
れ中央が隔壁21により前部室,後部室に仕切られた水
平シリンダー20の中心孔を貫通して挿通され、前部
室,後部室にそれぞれ挿入された前部ピストン22,後
部ピストン22の1対のピストンを有するとともに、両
端がそれぞれシリンダー20の前後の端板を貫通して外
部に若干突出するピストンロッド23を有し、各ピスト
ン22は隔壁21によって仕切られた前部室,後部室を
それぞれ内部で仕切る形で内挿されている。隔壁21に
は偏心的位置に軸方向のオリフィス30が貫設され、隔
壁21の外周部にはサーボバルブ25が外向き半径方向
に突設され、その内端に突出する弁棒の位置によりオリ
フィス30の断面積が制御されるようになっている。2
9は図2に示す主桁2の一端に付設されたサーボ型ピエ
ゾレジステイブ型の加速度ピックアップ、28は図3に
示すように積分増幅器、27はA−Vコンバーター、2
6はサーボアンプである。
【0010】このような構造において、図2〜図3に示
すように、加速度ピックアップ29により検出された主
桁2の軸方向加速度は積分増幅器28にて軸方向速度に
変換及び増幅され、A−Vコンバーター27により入力
振幅に応じた電圧に変換され、サーボアンプ26により
増幅されたのち、サーボバルブ25に入力し、サーボバ
ルブ25はサーボアンプ26の出力の大小に応じてその
弁棒を変位してオリフィス30の断面積を増減する。こ
こではオリフィス30の断面積を変える手段としてサー
ボバルブ25を用いたが、サーボモーターとボールネジ
を組み合わせることにより、同様な機能を発揮すること
もできる。
【0011】このような第1実施例の構造によれば、主
桁の速度振幅と減衰力との関係は図4に示すような形と
なるので下記の効果が奏せられる。 (1)交通振動や微風のような通常時の小振幅から地
震,台風時の大振幅までの振動を同一のオイルダンパー
により低減することができコスト低減となる。 (2)通常通行時の橋桁の振動による不快感や不安感を
軽減することができる。 (3)通常時の交通荷重,微風等による小振幅における
振動をも低減することができ、摺動部の摩耗を防止でき
る。 (4)大振幅に増幅する以前に振動を低減することがで
きるので、大容量のオイルダンパーが不要となり、コン
パクト化及びコスト低減となる。
【0012】次に、第2実施例を図面について説明する
と、高架橋では車両の高速走行による振動及び騒音が大
きいので、最近はこれを減衰するために、高架橋の橋桁
を連続化して継目をなくする構造が考えられている。す
なわち、図5側面図及び図6平面図に示すように、車両
荷重を含む橋桁2の自重は橋脚32の上端に設置された
積層ゴム33で支持し、地震による橋脚の慣性力の橋軸
方向成分及び橋軸直角方向成分は橋脚32の上端部の左
右端と主桁2の下面中央に突設された支持台34との間
に、図6に示すように、支持台34から橋脚上端部の左
右端に向かってV字状に開く形で1対のオイルダンパー
6を連結する。オイルダンパー6は図3に示したものと
同一構造のものである。
【0013】このような構造において、図3に示したも
のと同一要領でセンサーの加速度波形を積分増幅器28
により増幅するとともに1回積分して速度となし、その
出力をA−Vコンバーター27により速度に比例した電
圧に変換する。さらに、その電圧をサーボアンプ26に
より電流に変換後、サーボバルブ25に内蔵されている
フラッパー弁の駆動用コイルに流し、フラッパー弁及び
スプール弁を駆動し、オリフィス30の断面積を振動速
度に比例して変化させる。オリフィス30の断面積の初
期値及び振動速度との比例定数は、対象とする橋桁の大
きさによって異なるため、ここでは特定していない。
【0014】このような第2実施例によれば、オイルダ
ンパーの特性は図4に示したとおりであるので、車両走
行時における高架橋ジョイントの通過時の振動及び騒音
は低減するから、高架橋の橋桁を連続化し橋桁の継目を
なくす構造が可能となる。
【0015】
【発明の効果】要するに、請求項1の発明によれば、両
端がそれぞれ端板で閉塞されるとともに、内部がその中
央部の隔壁により前部室と後部室とに対称的に仕切ら
れ、上記両端板及び上記隔壁の同一中心線上にそれぞれ
貫設された同径の中心孔を有するとともに、上記隔壁に
偏心的に貫設された軸方向オリフィスを有する円筒状シ
リンダーと、上記両端板の中心孔及び上記隔壁の中心孔
に流体密かつ摺動自在に挿通する丸棒の上記前部室,後
部室の中央位置にそれぞれ同軸的に突設され外周が流体
密かつ摺動自在に上記各室の内周壁にそれぞれ摺接する
前部ピストン,後部ピストンを有するピストンロッド
と、上記両ピストンの間の空間に封入された作動油とか
らなるシリンダー型オイルダンパーにおいて、その円筒
状シリンダーの中央部外周に突設され入力信号の大小に
比例して上記オリフィスの断面積を増減するサーボバル
ブを具えたことにより、大振幅の振動のみならず橋梁等
のように絶えず小振幅で橋軸方向に振動している鉄鋼構
造物でも効果的に制振する高性能の高減衰シリンダー型
オイルダンパーを得るから、本発明は産業上極めて有益
なものである。
【0016】また、請求項2の発明によれば、請求項1
において、そのサーボバルブに前置され、加速度検出器
が出力する対象物の加速度を入力する積分増幅器と、同
積分増幅器が出力する速度信号の振幅を電圧信号に変換
するA−Vコンバーターと、同A−Vコンバーターの出
力電圧信号を増幅して上記サーボバルブに入力するサー
ボアンプとからなるサーボバルブの入力信号回路を具え
たことにより、請求項1の発明による効果のほか、小振
幅の加速度信号に対しても作動して対象物を制振する高
減衰シリンダー型オイルダンパーを得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を斜張橋に適用した第1実施例を示す全
体側面図である。
【図2】図1のII部を示す拡大図である。
【図3】図2の高減衰型オイルダンパーを示す縦断面図
及びそのオリフィスの制御系統図である。
【図4】図3による高減衰型オイルダンパーの減衰特性
図である。
【図5】本発明を高架橋に適用した第2実施例を示す全
体側面図である。
【図6】図5の平面図である。
【図7】従来のオイルダンパーを示す縦断面図である。
【図8】図7のオイルダンパーの減衰特性図である。
【符号の説明】
1 主塔 2 主桁 3 ケーブル 4 ピア 5 端橋脚 6 オイルダンパー 7 ピン継手 20 シリンダー 21 隔壁 22 ピストン 23 ピストンロッド 24 作動油 25 サーボバルブ 26 サーボアンプ 27 A−Vコンバーター 28 積分増幅器 29 加速度ピックアップ(加速度検出器) 30 オリフィス 32 橋脚 33 積層ゴム 34 支持台

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端がそれぞれ端板で閉塞されるととも
    に、内部がその中央部の隔壁により前部室と後部室とに
    対称的に仕切られ、上記両端板及び上記隔壁の同一中心
    線上にそれぞれ貫設された同径の中心孔を有するととも
    に、上記隔壁に偏心的に貫設された軸方向オリフィスを
    有する円筒状シリンダーと、上記両端板の中心孔及び上
    記隔壁の中心孔に流体密かつ摺動自在に挿通する丸棒の
    上記前部室,後部室の中央位置にそれぞれ同軸的に突設
    され外周が流体密かつ摺動自在に上記各室の内周壁にそ
    れぞれ摺接する前部ピストン,後部ピストンを有するピ
    ストンロッドと、上記両ピストンの間の空間に封入され
    た作動油とからなるシリンダー型オイルダンパーにおい
    て、その円筒状シリンダーの中央部外周に突設され入力
    信号の大小に比例して上記オリフィスの断面積を増減す
    るサーボバルブを具えたことを特徴とする高減衰シリン
    ダー型オイルダンパー。
  2. 【請求項2】 請求項1において、そのサーボバルブに
    前置され、加速度検出器が出力する対象物の加速度を入
    力する積分増幅器と、同積分増幅器が出力する速度信号
    の振幅を電圧信号に変換するA−Vコンバーターと、同
    A−Vコンバーターの出力電圧信号を増幅して上記サー
    ボバルブに入力するサーボアンプとからなるサーボバル
    ブの入力信号回路を具えたことを特徴とする高減衰シリ
    ンダー型オイルダンパー。
JP13944094A 1994-05-30 1994-05-30 高減衰シリンダー型オイルダンパー Withdrawn JPH07317822A (ja)

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